Нормирование и расчет естественного освещения.

Рациональное производственное освещение должно предупреждать развитие зрительного и общего утомления, обеспечивать психологический комфорт при выполнении тех или иных видов зрительных работ, способствовать сохранению работоспособности, снижению производственного травматизма. Качественная и количественная характеристики освещения производится на основе существующего норматива : СНиП П-4-79 “Нормы проектирования естественного и искусственного освещения”.

Различают три системы естественного освещения : боковое, верхнее и комбинированное.

Для количественной оценки совершенства освещения важной светотехнической характеристикой является освещенность рабочей поверхности. Освещенность Е - это поток световой энергии приходящейся на площадь S :

E = F / S [ лк ],

где F - световой поток, характеризующий мощность светового излучения, равномерно падающий на площадку, лм.

Так как естественное освещение в помещении изменяется по времени в широких пределах, то характеризовать его абсолютным значением освещенности на рабочем месте не представляется возможным. В качестве нормируемой величины взята относительная величина е - коэффициент естественной освещенности (КЕО), который представляет собой выраженное в процентах отношение освещенности в данной точке внутри помещения Е_в к одновременной наружной горизонтальной освещенности Е_н, создаваемой рассеянным светом всего небосвода :

е = (Е_в / Е_н) * 100%.

Значения нормы КЕО определяются с учетом следующих четырех факторов :

1. характеристики зрительной работы (определяются в зависимости от размера объекта различения - рассматриваемый предмет, отдельная его часть или различимый дефект, которые необходимо различать в процессе работы);

2. системы освещения;

3. коэффициентом светового положения, определяемый географическим положением здания;

4. коэффициент солнечности, величина которого зависит от ориентации здания относительно сторон света.

При оценке освещения производят расчет естественной освещенности путем определения КЕО в различных точках помещения.

Для ориентировочных расчетов применяют метод определения требуемой площади светопроемов, которая обеспечивала бы нормированную для данной работы величину КЕО. Используют следующие формулы :

при боковом освещении помещения -

S₀ = (S_п е_н h₀ к_з к_зд) / (100 t₀ r₁);

при верхнем освещении помещения -

S_ф = (S_п е_н h_ф к_з) / (100 t₀ r₂ к_ф),

где S₀, S_Ф - площадь окон или фонарей; S_п - площадь пола помещения; е_н - нормированное значение КЕО; к_з - коэффициент запаса; к_зд - коэффициент, учитывающий затемнение окон противостоящими зданиями; t₀ - общий коэффициент светопропускания, t₀ = t₁ t₂ t₃ , t₁, t₂, t₃ - коэффициенты, учитывающие потери света соответственно в материале остекления, в переплетах светопроема, в слое загрязнения остекленения; r₁, r₂ - коэффициент, учитывающий влияние отраженного света при боковом (верхнем) освещении; h₀, h_ф - световая характеристика окна (фонаря); к_ф - коэффициент, учитывающий тип фонаря.

Классическим методом расчета естественного освещения является графический метод.

КЕО может быть представлен как сумма трех компонентов :

е = е_н + е₀ + е_з,

где е_н - КЕО от прямого света небосвода; е₀ - КЕО; создаваемый отраженным светом от внутренних поверхностей помещения; е_з - КЕО, создаваемый отраженным светом от стен противостоящих зданий;

е_н = е_рн t₀ q,

где е_рн - расчетное значение КЕО без учета светопотерь; t₀ - общий коэффициент светопропускания; q - коэффициент, учитывающий неравномерность яркости небесной сферы от горизонта к зениту;

е₀ = е_н (r - 1),

где r - коэффициент, учитывающий повышения КЕО за счет отраженного света от потолка и стен помещения;

е_з = 0,1 е_рз t₀,

Геометрически коэффициенты освещенности определяются методом Данилюка.

Полусферу небосвода условно разбивают на 10 000 участков равной световой активности. Определяют количество участков небосвода, видимых из данной точки помещения через светопроем, т.е. графически определяют, какая часть светового потока от всей небесной полусферы попадает в расчетную точку.

Количество видимых через светопроем участков небосвода определяют при помощи двух графиков, представляющих собой проекции пучка лучей , соединяющих центры полусферы небосвода с участками равной световой активности по высоте n_1­ ( график 1) и по ширине n₂ (график 2) светового проема. Геометрическое значение КЕО в данной точке помещения составляет

е_он = 0,01 n₁ n₂.